当下大热的人形机器人，有时却动作僵硬、反应迟钝，肢体不协调，这与它的“大脑”即核心算法密切相关。这一公认的痛点日前迎来突破：上海交大葛冬冬团队与人工智能企业杉数科技合作研发GPU加速求解器，使得机器人的实时姿态控制运算从5万秒压缩至500秒，效率提升100倍，相当于给机器人装上了“智能大脑”。
“AI技术应用的最大挑战在于，如何实现产业化落地。”上海交通大学智能计算研究院院长、安泰经济与管理学院特聘教授葛冬冬接受记者专访时表示，求解器是优化算法的“核”，相当于算法的“芯片”。求解器通过千万甚至亿万级的计算，找到各类应用场景中满足所有要求的最佳解决方案，成为AI赋能产业的“最强大脑”。目前，葛冬冬团队已为智能制造、能源电力、航空航天、零售消费、港口物流等行业的超300家龙头企业提供国产工业软件服务，以算法创新撬动生态变革。
秒级智能决策在多个行业落地
不同于“聊天式”的AI大模型，葛冬冬团队选择了一条截然不同的AI落地技术路径：聚焦工业级高精度计算，让AI真正成为解决现实问题的生产力工具。“如果说大模型解决的是‘沟通’问题，我们解决的则是‘决策’问题。”葛冬冬解释。
当下，几乎所有产业都正进行数字化、智能化转型，而各个行业复杂的业务需求、海量的数据运算需求，叠加诸多的约束条件，导致有无数种可能的解决方案，而求解器正是在这些不确定中寻找“最优解”的重要工具。
葛冬冬团队研发的求解器COPT目前已经服务了近万个用户。比如，在京沪高铁调度的算例上，COPT的算法将铁路排班时间从手动的数天压缩至20分钟，准确率达100%；在多省电网的运行中，过去数千台机组的实时控制依赖国外软件，每次计算都以小时计，如今搭载国产求解器的服务器，时间减少到15分钟，同时100%国产自研代码也摆脱了数据安全的隐患；在京东“亚洲一号”无人仓，数千台机器人的秒级调度所使用的加速算法，也来自求解器COPT。
求解器COPT也吸引了不少的海外用户，全球多家电网、物流、金融公司也在使用基于该核心技术的工业软件。而葛冬冬团队最新研发的GPU新型求解器，也为科学智能带来了巨大改变，其应用于量子化学研究中，将基态能量分布下的电子轨道的理论下界可计算规模提升了数十倍。
不断迭代技术，算法加速弥补硬件差距
葛冬冬团队的突破始于2023年的一次跨国合作。当时团队与芝加哥大学联合开发的开源软件cuPDLP-C，首次实现了CPU与GPU协同优化。在GPU单卡上，上亿级变量的线性系统优化问题求解速度提升60倍。该成果一经发布，英伟达便迅速跟进，与团队在计算优化领域开展密切合作。2024年，团队在多个非线性系统上又获得了百倍提速的进展，一些重要问题的求解规模和效率甚至可以提升3万倍。在2024年、2025年GTC全球科技大会上，英伟达两度将相关成果列为“加速计算”的未来核心技术。COPT也成为了其在科学计算方向的中国唯一合作技术伙伴。
去年8月，葛冬冬团队最新一代的求解器发布仅一个月，便吸引了哈佛大学、谷歌、英伟达等合作。斯坦福大学官网评价COPT，“开启更大规模计算的新纪元”。上个月，团队又开发了ORLM运筹大模型，已实现从数据建模到优化求解的全流程自动化。
目前，葛冬冬团队正努力实现工业软件的国产替代，从而为大型企业提供软硬件一体方案，让AI落地更顺畅。团队为沐曦、海光等多款国产高精度GPU芯片深度适配，开发从0到1的复杂代数运算库函数，为国产芯片夯实基础矩阵运算和代数运算基础，并开发了国产首款大规模矩阵分解/求逆算子库和首款优化计算算子库，以及软硬结合一体化计算加速方案。这些基础工作使得国产芯片在解决实际问题时大幅提速。
“人工智能时代，我们在AI硬件上与一些发达国家还有差距，但是通过算法的加速和引领，可以实现‘软件弥补硬件’，甚至做得更好。”葛冬冬告诉记者。
原标题：《为AI大脑加速！上海交大安泰葛冬冬团队成果全球多家企业落地》
栏目主编：姜澎
来源：作者：文汇报 储舒婷
